力學所在頁岩特征參數測試研究與應用領域獲得進展
我國的頁岩氣資源量處于世界前列，勘探和開發潛力巨大。頁岩儲層具有層理發育各向異性顯著、基質（微納米孔隙）和裂縫兩類氣體儲集空間與流動通道並存、相當比例的氣體以吸附態賦存于納米孔隙中等特點，明顯不同于常規油氣儲層。這就決定了頁岩特征參數測試分析方法與常規儲層岩石存在較大差異。此外，我國埋深超過3500m的深層頁岩氣資源占比約2/3，是下一步頁岩氣勘探開采的重點。
中國科學院力学研究所林缅研究团队针对深层页岩储层建成了宽温压范围的页岩特征参数测试平台，有效支撑了我国四川盆地南部页岩气井的勘探开发实践。
研究團隊根據深層頁岩儲層及氣體賦存、流動的特點，針對當前頁岩特征參數測試設備不足的問題，改進設備硬件設計、軟件開發、測試技術與分析方法等，研制了高壓氦孔隙度與顆粒滲透率儀、多功能覆壓超低滲透率分析儀、超高壓氣體吸附儀等設備，形成了有針對性的、獨具特色的頁岩特征參數測試平台。該平台可完成頁岩不同加載條件、不同級別和不同方向的滲透率測試分析，可開展基本覆蓋中深層頁岩儲層的溫壓範圍的高壓、超高壓氣體吸附測試。平台已應用于我國四川盆地長甯、威遠、泸州和渝西等區塊的31口頁岩氣井的勘探開發實踐，服務于五峰組與龍一11~4頁岩的物性、含氣性精細評價及微觀流動分析，支撐了中石油西南油氣田分公司頁岩氣研究院的2019年度長甯和威遠儲量提交、2020年井位部署、水平井箱體設計、跟蹤評價等生産任務。
研究项目获得了中國科學院战略性先导科技专项、国家自然科学基金和“十三五”国家科技重大专项的支持，已申请发明專利8項（其中已獲授權4項）、軟件著作權登記7項，在SPE Journal、Fuel、Marine and Petroleum Geology和Journal of Petroleum Science and Engineering等石油工程、地质领域知名學術期刊上发表論文13篇。
图1 页岩特征参数测试平台（局部）
图2 颗粒渗透率最优化求解方法及非达西特征
图3 高压气体吸附仪与进口设备的同样测试结果对比及不同含水饱和度吸附等温线测试
主要文章及鏈接：
1) Investigation into the apparent permeability and gas-bearing property in typical organic pores in shale rocks，Marine and Petroleum Geology，2019,110,871-885. https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2019.08.030
2) Characterization of pore structures and gas transport characteristics of Longmaxi shale，Fuel，2019,258,116146. https://doi.org/10.1016/j.fuel.2019.116146
3) A multiscale reconstructing method for shale based on SEM image and experiment data，Journal of Petroleum Science and Engineering，2019,179:586-599. https://doi.org/10.1016/j.petrol.2019.04.067
4) A new gas content evaluation method for organic-rich shale based on fractionation of carbon isotopes of methane，SPE Journal，2019,24(6):2574-2589. https://doi.org/10.2118/197043-PA
5）Molecular dynamics investigation of conversion methods for excess adsorption amount of shale gas，Journal of Natural Gas Science and Engineering，2018,49:241-249. https://doi.org/10.1016/j.jngse.2017.11.006